Trabalho COMPOSIÇÃO DOS ALIMENTOS 2020

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KELLY ELAINE FERNANDES DO NASCIMENTO
CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO CONTROLE DE UMIDADE:
SECAGEM POR AR AQUECIDO
DESIDRATAÇÃO OSMÓTICA
ATOMIZAÇÃO (SPRAY-DRYING)
LIOFILIZAÇÃO (FREEZE-DRYING)
Londrina 
2020
KELLY ELAINE FERNANDES DO NASCIMENTO
CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO CONTROLE DE UMIDADE:
SECAGEM POR AR AQUECIDO
DESIDRATAÇÃO OSMÓTICA
ATOMIZAÇÃO (SPRAY-DRYING)
LIOFILIZAÇÃO (FREEZE-DRYING)
Curso de Composição dos Alimentos do Centro Universitário Filadélfia - UniFil, como requisito parcial para obtenção do título de Bacharel em Nutrição.
Orientadora: Marcia Pires Ferreira
Londrina 
2020
SECAGEM POR AR AQUECIDO 
A secagem convencional por ar aquecido é realizada em secadores cujo sistema baseia-se na circulação de ar aquecido, combinando, dessa forma, transferência de calor (aquecimento do produto) e de massa (remoção da umidade). Este método, porém, causa alterações indesejáveis para os alimentos, principalmente o endurecimento da parte externa do mesmo, o que é percebido pelo consumidor e que causa o desprezo do mesmo pelo produto. A técnica tradicional de secagem envolve a exposição dos alimentos a jatos de ar quente, para evaporar a água.  
Entretanto a desvantagem é a demora do processo. 
Por vezes, é necessário expor por vários dias os alimentos aos jatos até que a água seja totalmente eliminada. Pesquisadores do Instituto Fraunhofer, na Alemanha, desenvolveram uma nova técnica de secagem que substitui os jatos de ar quente por vapor superaquecido. O método não só consome menos energia como também consegue desidratar os alimentos mais rapidamente. 
O vapor superaquecido, a uma temperatura que varia entre 150°C e 180°C, seca os alimentos entre duas e cinco vezes mais rápido do que o método tradicional. 
O vapor é produzido num ambiente sem ar, evitando assim a oxidação dos alimentos, mantendo suas propriedades físicas e químicas. 
A desidratação é aplicada numa infinidade de alimentos: abrange as chamadas frutas secas, como maçã, uva passa e muitas outras.  
Vegetais também são desidratados nos alimentos, como sopas (champignon, tomate, salsa).  
A carne também é usada em sua forma desidratada, em comidas como a carne seca, e mesmo a carne de soja texturizada (também conhecida como PVT). Entretanto, a desidratação de alimentos não é feita só para os seres humanos - muitas rações para animais são feitas com ingredientes desidratados. 
Com a nova técnica de secagem o sabor dos alimentos torna-se mais acentuado, assim como o valor calórico do alimento. 
Para se ter uma ideia, 100 gramas de damasco fresco possuem 42 calorias, contra 204 calorias do damasco seco. 
Os nutrientes do alimento tendem a se conservar no processo.  
Outra grande vantagem é que o alimento não estraga. 
 
Vantagens da Secagem 
Determinadas propriedades nutritivas do alimento podem ser perdidas, principalmente as vitaminas, em processos com tratamento térmico, e, com a secagem, não é diferente; apesar disso, vantagens podem ser atribuídas à desidratação:  
⦁    Aumento da vida útil do produto. 
⦁    O alimento desidratado é nutritivo; apesar das possíveis perdas de alguns nutrientes, o valor alimentício do produto concentra-se por causa da perda de água. 
⦁    Facilidade no transporte e comercialização, pois o alimento seco é leve, compacto e suas qualidades permanecem inalteradas por longos períodos. 
⦁    O processo de secagem é econômico.  
Os secadores semi-industriais têm baixo custo; a mão-de-obra não necessita ser especializada; e os produtos desidratados têm baixo custo de armazenagem. 
⦁    Redução nas perdas pós-colheita. 
 
 
CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO CONTROLE DE 
UMIDADE 
 
Umidade absoluta 
A umidade absoluta representa a massa de vapor de água presente em   1 quilograma de ar seco. 
Umidade relativa 
O ar de um ambiente pode estar insaturado ou saturado de vapores de água.  
No primeiro caso, os vapores exercem a chamada pressão parcial de vapor (Pp) e, no segundo, a pressão de vapor saturado (Pv).  
Na prática, o ar encontra-se insaturado de vapor de água, com exceção de ambientes umidificados mecanicamente, que alcançam a saturação.  
A relação entre a pressão parcial de vapor e a pressão de vapor saturado define a umidade relativa do ambiente (%UR). A umidade relativa do ar é a quantidade de água contida no ar em relação à que ele poderia conter se estivesse saturado. No diagrama psicrométrico, relacionam-se temperatura de bulbo seco, temperatura de bulbo úmido, umidade absoluta e umidade relativa do ar a uma pressão de 101,325 kPa. 
 
Exemplos de utilização do diagrama psicrométrico: 
⦁ Encontre no diagrama psicrométrico a umidade absoluta do ar com uma temperatura de bulbo seco de 40 ºC e umidade relativa de  60%. 
Localize 40 ºC no eixo da horizontal (temperatura de bulbo seco em oC).  
A partir desse ponto, suba em linha reta até a curva de umidade relativa de 60%. Leia a umidade absoluta no eixo vertical à direita. Resposta: 28,4 g de vapor de água/kg de ar seco. 
⦁ Encontre a temperatura de bulbo úmido para uma temperatura de bulbo seco de 30 ºC e umidade relativa de 20%. Localize 30 ºC no eixo da horizontal (temperatura de bulbo seco em oC). 
A partir desse ponto, suba em linha reta até a curva de umidade relativa de 20%. Trace uma reta em diagonal até o eixo à esquerda (temperatura de bulbo úmido em ºC). Resposta: 15,8 ºC 
⦁ Encontre a umidade relativa do ar com uma temperatura de bulbo úmido de 30 ºC e bulbo seco de 45 ºC. Localize 45 ºC no eixo da horizontal (Temperatura de Bulbo Seco em ºC).  
A partir desse ponto, suba em linha reta até a reta na diagonal correspondente à temperatura de bulbo úmido de 30 ºC.   
O ponto de encontro dos valores dessas duas variáveis encontra-se na curva situada entre as umidades relativas de 30% e 40%. Resposta: 35% 
O aparelho que fornece o valor da umidade relativa do ar diretamente é o chamado higrômetro. 
A massa seca pode ser classificada como “massa seca absoluta” ou “massa seca legal”. 
A primeira é utilizada em trabalhos científicos e é determinada pelo método da estufa até peso constante. Já a “massa seca legal” é utilizada em transações comerciais e é definida como a massa final do alimento quando em equilíbrio com ar, cuja umidade relativa é de 65% na pressão de uma atmosfera (AGUIRRE e FILHO, 2002).  
Os conteúdos de umidade em base seca para alguns alimentos são apresentados na Tabela.
 
Fonte:Castro (2003). 
Umidade de Equilíbrio 
Dados de umidade de equilíbrio podem ser obtidos por meio de método estático, utilizando-se diferentes soluções salinas saturadas (que regulam a pressão de vapor nas vizinhanças do alimento) em determinadas temperaturas.  
Reservatórios hermeticamente fechados contendo as soluções salinas são utilizados nesses experimentos, os quais recebem as amostras pesadas dos materiais, e o conjunto é colocado em estufa para controle de temperatura (TEIXEIRA NETO, 1997).  
As amostras são pesadas em intervalos de tempo de 1 a 2 dias, e as condições de equilíbrio são consideradas atingidas quando três medidas de massa da mesma amostra fornecem resultados idênticos.  
A umidade de equilíbrio é determinada pelo método da estufa (Equação 3).  
Durante esses experimentos, são observadas alterações no alimento como perda de crocância, crescimento microbiológico, aglomeração (principalmente para alimentos farináceos), presença de mela e outros (FADINI; SILVA, 2006).  
O tipo de embalagem mais apropriada para a conservação do alimento também pode ser determinado pelo método estático.  
As amostras passam pelo mesmo processo, porém embaladas em diversos tipos de materiais e a ocorrência de alterações é observada. 
Escolhe-se a embalagem que proporcionou as mínimas alterações. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DESIDRATAÇÃO OSMÓTICA 
 
Dentre as técnicas de pré-tratamento para a conservação, a desidratação osmótica é umas da mais utilizadas em conjunto da secagem pelo fato dela ajudar a minimizar as alterações físicas e químicas do produto.  
O resultado é um produto com teorde umidade intermediário, e uma boa característica sensorial (HERRERA et al., 2001) e aceitação (MOTA, 2005).  
De acordo com Gomes et al. (2007), no estudo da eficiência desta técnica de desidratação osmótica para o desenvolvimento da agricultura familiar, deve-se reforçar os benefícios de se utilizar este processo apontando suas vantagens como sendo uma operação de baixo custo e reaproveitamento da solução osmótica para produção de aguardente ou vinagre. A desidratação osmótica baseia-se na remoção parcial da água do produto, proporcionada pela pressão quando se coloca o alimento em contato a uma solução hipertônica de soluto sendo ele, açúcar ou sal, fazendo com que ocorra a diminuição da atividade de água e assim aumentando a sua estabilidade, e controle de outros fatores como pH (POKHARKAR; PRASAD; 1997).  
Este processo consiste na difusão da água do alimento para a solução e, a difusão do soluto da solução osmótica para o alimento. É utilizado como tratamento preliminar para outras técnicas de desidratação e tem por finalidade melhorar a qualidade do produto final, bem como a estabilidade na cor, maior concentração de vitaminas, melhor qualidade na textura, redução nos custos de energia dos processos seguintes e possibilita a formulação de novos produtos (PANI et al. 2008). 
 O processo de desidratação osmótica com a temperatura, e concentração da solução, do tipo de agente osmótico, tamanho e espessura do produto a ser desidratado, e sistema de agitação (LOMBARD et al., 2008).  
O corte das frutas em fatias finas diminui consideravelmente o tempo de secagem pelo fato de aumentar a superfície de contato. Em alguns tipos de frutas, como no caso o abacaxi e no damasco, é possível aplicar o método de fatiamento horizontal. Este método é considerado ideal porque resulta em pedaços de tamanho mais uniforme, o que possibilita a homogeneidade de secagem e rapidez no processo. Dentre as vantagens da desidratação osmótica também podemos citar, que a mesma influência no tempo de vida útil do produto, apresentando boa estabilidade microbiológica por até 180 dias, e boa aceitabilidade durante todo o armazenamento (LIMA et al., 2004).  
Sacarose é um excelente propulsor osmótico, quando se usa a desidratação osmótica como uma etapa preliminar ao processo de secagem, para à prevenção do escurecimento enzimático e perda de aromas. Isto ocorre, pois existe uma camada do dissacarídeo, que se forma na superfície do produto desidratado, formando assim uma barreira, ao contato com o oxigênio, o que impede assim o escurecimento enzimático ou a sua retardação, além disso, possui uma excelente influência sobre a conservação das substâncias aromatizantes do alimento. 
Também pode prevenir perda de nutrientes (MAURO et al, 2005).
As frutas desidratadas em relação ao teor nutricional conseguem preservar bem, os carboidratos, fibras, vitaminas e minerais, que por sua vez ficam concentrados, sendo assim, fornecidos em abundância.  
Contudo, alguns nutrientes que são termos sensíveis, como no caso a vitamina C, acabam sendo perdidos durante o processo. A desidratação osmótica em conjunto com a secagem possibilita um aumento de vida de prateleira e um produto de melhor qualidade como no caso de frutas secas (PARK et al., 2002). 
 
CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO CONTROLE DE 
UMIDADE 
 
Matéria-Prima 
 O abacaxi da variedade Pérola foi comprado, previamente, em um mercado local da cidade de Votuporanga. Foi utilizado açúcar cristal para o preparo da solução osmótica. Os experimentos foram realizados no Laboratório de Química da União das Faculdades dos Grandes Lagos-UNILAGO. 
 
Umidade  
A umidade de cada amostra foi obtida através do método gravimétrico em estufa com circulação de ar forçada, à temperatura de 105ºC durante 5 horas, em triplicata. As amostras com pré-tratamento osmótico antes de serem levadas para a estufa, foram lavadas em água destilada e enxugadas com papel toalha. 
  
Secagem  
Para a secagem sem pré-tratamento osmótico, o abacaxi foi cortado em fatias de 3 mm de espessura e, em seguida, em triplicata, foram pesadas. Essas amostras foram levadas à estufa de circulação forçada de ar, com temperatura de 108 ºC por 3 horas e pesadas de tempo em tempo. Para a secagem com pré-tratamento osmótico, as fatias de 3 mm foram pesadas e em seguida foram imersas na solução osmótica, previamente preparada, na proporção sólidos da fruta: sólido de açúcar de 1:10 em banho Maria à 40ºC por 2 horas.  
Foi utilizada uma concentração de 33,3% de açúcar.  
Após nova pesagem, as fatias foram levadas para secagem em estufa a 108 ºC por 3 horas e pesadas de tempo em tempo.  
Para a secagem sem pré-tratamento osmótico, o abacaxi foi cortado em fatias de 3 mm de espessura e, em seguida, em triplicata, foram pesadas.  
Essas amostras foram levadas à estufa de circulação forçada de ar, com temperatura de 108 ºC por 3 horas e pesadas de tempo em tempo. 
 
 
 
 
Fatias de abacaxi e pré-desidratação osmótica. 
 
 
 
Secagem em estufa com circulação de ar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Kruger e Dalagnol (2014) realizaram estudos de secagem do abacaxi em rodelas (Ananas comosus L. Merril), variedade smooth cayenne, com e sem pré-tratamento osmótico, utilizando um secador de badejas com convecção forçada.  
O abacaxi in natura analisado apresentou elevado teor de umidade de 80,5%. Valores semelhantes a este foram encontrados no estudo de Ramos (2008) com uma umidade de 86,5% e o encontrado neste estudo para a variedade Pérola de 83%.  
Segundo Speirs e Coote (1986) o tempo sugerido de imersão são maiores que 18 horas com 67% de concentração de xarope (para banana, manga e mamão). 
Com isso ocorrerá uma perda de 40% da umidade original.  
Com as condições de pré-tratamento osmótico utilizadas neste trabalho observou-se uma pequena redução de umidade, pois de 83 % in natura foi para 82% com o pré-tratamento. 
Neste trabalho observou-se um menor valor de umidade, pois, além da fruta ser outra o tempo de imersão foi menor. 
Como a temperatura usada na secagem foi muito alta, em três horas elas já estavam muito escuras e com um gosto de queimado as amostras com pré-desidratação osmótica ficaram menos escuras que as amostras sem o tratamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
ATOMIZAÇÃO (SPRAY-DRYING) 
 
O secador por atomização – mais conhecido por “spray dryers” – é usado  
para alimentos líquidos ou pastosos.  
O produto líquido é bombeado para dentro da câmara de secagem e atomizado (transformado em névoa) através de bicos pressurizados ou turbinas atomizadoras. O alimento atomizado entra em contato com ar aquecido, geralmente, com temperaturas ao redor de 150ºC, evaporando a água rapidamente, cerca de 3 a 5 segundos, o que não permite que a temperatura interna do alimento ultrapasse os 70 ºC. O produto na forma de pó sedimenta-se no fundo do secador onde é retirado por sistema de transporte pneumático até o setor de embalagem.  
 
 
CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO CONTROLE DE 
UMIDADE 
 
 A rápida evaporação da água permite manter baixa a temperatura das partículas de maneira que a alta temperatura do ar de secagem não afete demasiadamente o produto.  
É utilizado não só na indústria alimentícia (leite em pó, café solúvel, etc.) mas também na indústria farmacêutica, cerâmica, detergentes, etc.  
Componentes essenciais de um equipamento de secagem por “spray”:  
• Sistema de aquecimento e circulação de ar;  
O aquecimento do ar pode ser feito por vapor a alta pressão, aquecedor elétrico ou queimador de óleo ou gás.  
• Dispositivo para atomização do produto na câmara;  
• Câmara de secagem;  
Na câmara de secagem se processa a desidratação do produto pelo contato deste com o ar quente  
• Sistema de recuperação do produto seco. 
Sistema de instantaneização 
 
 
 
Os alimentos instantâneos são produtos que se dissolvem facilmente em água. 
As propriedades instantâneas de alguns produtos, podem ser obtidas na operação de secagem, auxiliada pelo uso de substâncias dispersantes.  
Já outros produtos necessitam duma mudança física na estrutura da partículaconseguida pelo processo de aglomeração.  A aglomeração pode ser definida como sendo o reagrupamento de pós finamente divididos, visando obter partículas de maior tamanho e de identidade física própria. O processo de instantaneização tem sido utilizado em leite em pó, café solúvel, cacau, bebidas em pó, sopas desidratadas, farinhas, pudins desidratados e outros  produtos alimentícios.  
São utilizados para facilitar a reidratação do s produtos (pois são formados de pós muito finos);  
• O processo é baseado na aglomeração de partículas sólidas;  
• Se a umidade das partículas de pó estiver na faixa de 6% a 12%, ao se chocarem há tendência de aglomeração, formando estruturas de maior tamanho, irregulares e porosas, apresentando melhor capacidade de reconstituição;  
• A aglomeração pode ser obtida em sistemas de leito fluidizados e após a aglomeração são desidratados até 3% de umidade, passando por um segundo leito fluidizado.  
Produtos em pó com certa quantidade de gordura apresentam molhabilidade ruim, apesar de serem aglomerados. 
 A gordura forma uma película na superfície da partícula, tornando -a repelente à água. 
Agentes tensoativos (emulsificantes) como, por exemplo a lecitina, são utilizados (0,2 a 2%) para melhorar a dissolução de pós, principalmente do leite integral em pó.  
LIOFILIZAÇÃO (FREEZE-DRYING) 
 
Na liofilização, o produto é congelado antes de ser desidratado.  
A secagem se dá por sublimação, ou seja, a água no estado sólido é convertida  
diretamente em vapor de água, sem passar pelo estado líquido.  
Como esse processo é realizado à temperatura baixa e na ausência de ar atmosférico, as propriedades químicas e organolépticas praticamente não são alteradas.  
O sistema tem alto custo e há necessidade de embalagens especiais, dado a  
grande higroscopicidade do produto seco. 
 
Instantaneização 
O termo “instantâneo” tem sido empregado para descrever os alimentos em  
pó que são facilmente dissolvidos em água. 
Essas propriedades podem ser obtidas na secagem auxiliada por adição de dispersantes ou agentes emulsificantes e/ou pelo processo de aglomeração. 
Na adição de dispersantes ou agentes emulsificantes, adiciona-se por exemplo, a lecitina de soja (fosfolipídios, esta molécula tem uma extremidade polar e outra extremidade apolar).  
Sua função básica é a de revestimento físico das partículas, principalmente, daquelas que contêm gordura em sua composição, de tal forma que, quando em meio aquoso, haja uma redução da tensão superficial entre as fases sólida e líquida. 
Pelo processo de aglomeração, há reagrupamento de pós finalmente dividi- 
dos, visando obter partículas de maior tamanho e mais homogêneo, sendo  
as características do produto obtido dependentes dos seus constituintes, da  
técnica e das condições de processo utilizadas. Busca-se com o processo de  
aglomeração a obtenção de alimentos em pó instantâneos e a ausência de  
pós-fi nos (partículas com tamanho inferior a 50 μm), durante o processa- 
mento e manipulação. Esse processo é normalmente utilizado para produtos  
desidratados derivados de leite, de cacau, café, bebidas em pó, farinhas  
pudins desidratados e outros produtos. 
 
Efeito da desidratação nas propriedades dos alimentos 
Ao desidratar um produto, ele perde água, o que resulta num aumento da  
concentração dos nutrientes presentes (carboidratos, proteínas, gorduras,  
pigmentos etc.) do qual estarão em maior quantidade quando comparados  
com os produtos frescos.
Ocorrem também alterações na textura e perdas  no sabor ou aroma, mas as mudanças na cor e no valor nutricional são também significativas em alguns alimentos.  
 
Textura – mudanças na textura dos alimentos sólidos é uma importante  
causa de perda de qualidade, por exemplo, os produtos reidratados não  
recuperam a turgidez (intumescimento, inchação), como no caso de carnes  
e frutas, nem a rigidez (hortaliças) dos produtos frescos.  
 
Sabor e aroma – os compostos aromáticos voláteis são os componentes mais  
sensíveis no processo de secagem de alimentos. 
Alimentos que possuem um valor econômico alto devido a suas características aromáticas, por exemplo: ervas e temperos são secos em baixas temperaturas.  
O sabor pode ser afetado devido à oxidação lipídica ou pela oxidação de pigmentos (carotenoides). 
 
Cor – a desidratação provoca mudanças na superfície do alimento.  
Alterações químicas dos pigmentos carotenoides e da clorofila são causadas pelo  
calor e pela oxidação durante a secagem e a atividade residual da enzima  
polifenol oxidase causa o escurecimento durante a estocagem. 
 
Valor nutricional – as vitaminas são os componentes mais afetados, geral- 
mente ocorre destruição parcial de algumas vitaminas. 
 CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO CONTROLE DE 
UMIDADE 
 
Concentração crio concentração esse processo utiliza o efeito crioscópico para congelar a água pura da solução, resultando na concentração dos sólidos. 
Proporciona a concentração de alimentos líquidos, por congelamento e separação de uma parte da água congelada por métodos físicos. 
 
Alimentos Liofilizados 
 
 
Conservação de Alimentos por Radiações  
Inibem Ou Destroem Microrganismos
Exposição do alimento, embalado ou não a um dos 3 tipos  
de radiação: raios gama, raios X ou feixe de elétrons.  
Fonte principal de raios gama para alimentos: cobalto-60. 
 
Conservação de Alimentos por Radiações 
RDC nº 21, De 26 de janeiro de 2001: regulamento técnico  
para irradiação de alimentos. 
Qualquer alimento poderá ser tratado por radiação desde  
que sejam observadas as seguintes condições:  
a) A dose mínima absorvida deve ser suficiente para alcançar a  
finalidade pretendida;  
b) A dose máxima absorvida deve ser inferior àquela que  
comprometeria as propriedades funcionais e ou os atributos  
sensoriais do alimento.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCLUSÃO: 
 
 
 
CONSERVAÇÃO PELO CONTROLE DA UMIDADE 
I. Secagem Natural; 
II. Desidratação; 
III. Concentração. 
Remoção da água na forma de vapor o calor é transferido para água sendo vaporizada e removida. 
Remoção da água na forma de vapor, gelo ou separação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
 
Colunista portal - educação 
siteantigo.portaleducacao.com.br  
 
Princípios de Secagem de Alimentos 
Autora: Sonia Maria Costa Celestino Engenheira Química
DSc Pesquisadora da Embrapa Cerrados sonia.costa@cpac.embrapa.br 
Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária Embrapa Cerrados 
Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento 
 
Artigo: Estudo Da Influência Da Desidratação Osmótica Na Secagem De Fatias De Abacaxi. Desidratação Osmótica; Secagem. 
Autores: Aline de Souza SILVA Discente do curso de Engenharia de Alimentos UNILAGO 
Maria Angélica Marques PEDRO Docente do curso de Engenharia de Alimentos UNILAGO 
 
Livro Técnico em alimentos 
Autores: Margarida Angélica da Silva Vasconcelos  
Artur Bibiano de Melo Filho 
Conservação de alimentos UFRPE Universidade Federal Rural de Pernambuco 
ISBN 978-85-7946-072-2 
 
Universidade Tecnológica Federal do Paraná 
Campus Campo Mourão 2018 
Coordenação de Engenharia e Tecnologia de Alimentos 
Disciplina: MÉTODOS DE CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS